Основные положения курсового проектирования

Введение

 

Курсовой проект по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» является важной самостоятельной инженерной работой студента, охватывающей вопросы расчёта на прочность, жёсткость, износостойкость, долговечность и другие виды работоспособности деталей машин. Выполнение проекта базируется на знании физико-математических и общетехнических дисциплин: математики, механики, сопротивления материалов, технологии металлов, машиностроитель­ного черчения. Курсовое проектирование неизбежно связано с использованием необходимой технической литературы, справочников и прикладных компьютерных программ по проектированию машин.

Умение правильно и эффективно пользоваться технической литературой, действующими государственными стандартами, а также прикладными компьютерными программами, даёт студенту возможность быстрого использования полученных знаний в производственных условиях.

В процессе курсового проектирования студенты должны освоить единство конструктивных, технологических и экономических решений, компромиссный характер параметров конструкции любой машины, а также уяснить возможность многовариантности конструктивных решений, как отдельных узлов, так и машин в целом.

Основной тематикой курсового проектирования являются приво­ды машин и механизмов. Цель данного пособия — оказание помощи студентамв выполнении курсового проекта по указанной теме.

В пособии даны как методики расчетов зубчатых передач и передач гибкой связью, так и приведены примеры выполнения, различных разделов расчетно-пояснительной записки курсового проекта.

В связи с ограниченным объемом пособия не ставилось целью дать подробную разработку курсового проекта, предполагая, что при решении этих вопросов студенты должны поль­зоваться атласами конструкций деталей машин. По тем же сообра­жениям данные справочного характера из стандартов приводятся в сокращенном объеме.

Пособие построено таким образом, что его структура и содержание отвечают порядку работы студента над проектом и способ­ствуют сокращению времени на поиск нужного материала. Терминология и обозначения соответствуют действующим стандартам. Все сведения, необходимые для выполнения очередного этапа расчетов и конструирования, расположены практически в одном месте.

Учебное пособие предназначено для студентов инженерных специальностей, обучающихся по направлению подготовки 110800 «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр»).

Определение силовых и кинематических параметров привода

Силовые (мощность и вращающий момент) и кинематические (частота вращения и угловая скорость) параметры привода рассчитывают на валах из требуемой (расчетной) мощности двигателя Р_дв и его номинальной частоты вращения n_ном при установившемся режиме.

Частота вращения соответствующего вала находится отношением частоты вращения предыдущего вала на передаточное отношение данной ступени

Вращающий момент на валу двигателя

 

 

Вращающие моменты на следующих валах привода находят путем произведения вращающего момента предыдущего вала на передаточное число соответствующей ступени с учетом КПД промежуточных элементов (см. пример решения).

Контрольные вопросы:

1. Содержание технического задания на курсовой проект.

2. Понятия эскизного и технического проекта.

3. Основные параметры, характеризующие электродвигатель.

4. Как определяется номинальная мощность электродвигателя?

5. Каким образом осуществляется выбор передаточных ступеней привода?

6. Каков порядок расчета вращающих моментов на валах привода?

Пример 1.1 Кинематический расчет привода

Привод состоит из одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора и цепной передачи (см. схему привода по заданию).

Мощность на выходном валу,

Частота вращения выходного вала,

Срок службы привода

 

 

Пример 1.2 Кинематический расчет привода

            

Мощность на выходном валу,

Частота вращения выходного вала,

                Срок службы привода

Введение

 

Курсовой проект по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» является важной самостоятельной инженерной работой студента, охватывающей вопросы расчёта на прочность, жёсткость, износостойкость, долговечность и другие виды работоспособности деталей машин. Выполнение проекта базируется на знании физико-математических и общетехнических дисциплин: математики, механики, сопротивления материалов, технологии металлов, машиностроитель­ного черчения. Курсовое проектирование неизбежно связано с использованием необходимой технической литературы, справочников и прикладных компьютерных программ по проектированию машин.

Умение правильно и эффективно пользоваться технической литературой, действующими государственными стандартами, а также прикладными компьютерными программами, даёт студенту возможность быстрого использования полученных знаний в производственных условиях.

В процессе курсового проектирования студенты должны освоить единство конструктивных, технологических и экономических решений, компромиссный характер параметров конструкции любой машины, а также уяснить возможность многовариантности конструктивных решений, как отдельных узлов, так и машин в целом.

Основной тематикой курсового проектирования являются приво­ды машин и механизмов. Цель данного пособия — оказание помощи студентамв выполнении курсового проекта по указанной теме.

В пособии даны как методики расчетов зубчатых передач и передач гибкой связью, так и приведены примеры выполнения, различных разделов расчетно-пояснительной записки курсового проекта.

В связи с ограниченным объемом пособия не ставилось целью дать подробную разработку курсового проекта, предполагая, что при решении этих вопросов студенты должны поль­зоваться атласами конструкций деталей машин. По тем же сообра­жениям данные справочного характера из стандартов приводятся в сокращенном объеме.

Пособие построено таким образом, что его структура и содержание отвечают порядку работы студента над проектом и способ­ствуют сокращению времени на поиск нужного материала. Терминология и обозначения соответствуют действующим стандартам. Все сведения, необходимые для выполнения очередного этапа расчетов и конструирования, расположены практически в одном месте.

Учебное пособие предназначено для студентов инженерных специальностей, обучающихся по направлению подготовки 110800 «Агроинженерия» (квалификация (степень) «бакалавр»).

Основные положения курсового проектирования

 

Разработка машин, отвечающих потребностям народного хозяйства, долж­на предусматривать их экономическую эффективность, высокие технические  и эксплуатационные показа­тели.

Основные требования, предъявляемые к создаваемой ма­шине: высокая производительность, надежность, технологич­ность, ремонтопригодность, минимальные габариты и масса, а также удобство эксплуатации, экономичность и техническая эстетика. Все эти требования учитывают в процессе проектирования и конструирования.

Проектирование  — это разработка общей конструкции изделия.

Конструирование  — это дальнейшая детальная разра­ботка всех вопросов, решение которых необходимо для воп­лощения принципиальной схемы в реальную конструкцию.

Проект — это документация, получаемая в результате проектирования и конструирования.

Правила проектирования и оформления конструкторской документации стандартизованы. ГОСТ 2.103 - 68 устанавливает стадии разработки конструкторской документации на изделия всех отраслей промышленности и этапы выполнения работ: техническое задание, техническое предложение (при курсовом проектировании не разрабатывается), эскизный проект, тех­нический проект, рабочая документация.

Техническое задание  на проект содержит общие сведения о назначении разрабатываемой конструкции, а такжепредъявляемые к ней эксплуатационные требования,режим работы и ее основные характеристики (технологические, геометрические,кинематические).

Эскизный проект  (ГОСТ 2.119 - 73) разрабатывается обычно в одном или  нескольких вариантах и сопровождается обстоятельным расчетным анализом, в результате которого отбирается вариант для последующей разработки.

Технический проект  (ГОСТ 2.120 - 73) охватывает подробнуюконструктивную разработку всех элементов оптимального эскизного варианта с внесением необходимых поправок и изменений, рекомендованных при утверждении эскизного проекта.

Рабочая документация — конструкторская документация,необходимая для изготовления всех ненормализованных деталей (чертежи деталей, сборочных чертежей, специфика­ции). Разрабатывается на заключительной стадии конструирования.

В условиях учебного заведения стадии проектирования несколько упрощаются, что будет указано при поэтапном выполнении работ.

Цель и задачи курсового проектирования деталей машин. Студенты инженерных специальностей, изучающие курс «Детали машин и основы конструирования» за период обучения выполняют, как правило, три проекта: общеинженерный по деталям машин, проект по специальности и квалификационный (дипломный) проект. К моменту выпол­нения дипломного проекта студенты должны обладать до­статочными навыками проектирования и конструирования и прочными знаниями по специальности.

Цель курсового проектирования - формирование у студентов навыков конструирования машин.

Задачи курсового проектирования:

- систематизировать, закрепить и расширить теоретические знания, а также развить расчетно-графические навыки учащихся;

- ознакомить учащихся с конструкциями типовых деталей и узлов и привить навыки самостоятельного решения ин­женерно-технических задач, умения рассчитать и сконструиро­вать механизмы и детали общего назначения на основе полученных знаний по всем предшествующим общеобразова­тельным и общетехническим дисциплинам;

- помочь овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях проектирования и конст­руирования;

- научить защищать самостоятельно принятое техническое решение.

Работая над проектом, учащиеся выполняют следующее: дают анализ назначения и условий, в которых находится каждая проектируемая деталь, определяют наиболее рациональное кон­структивное решение с учетом технологических, монтажных, эксплуатационных и экономических требований; производят кинематические расчеты, определяют силы, действующие на звенья узла, производят расчеты конструкций на прочность, решают вопросы, связанные с выбором материала и наиболее технологичных форм деталей, продумывают процесс сборки и разборки отдельных узлов и машины в целом. При этом они работают с действующими стандартами и нормалями, справочной литературой и приобретают навыки пользования ими при выборе конструкции и размеров детали.

Организация курсового проектирования. Курсовой проект по деталям машин должен отвечать программе курса и вместе с тем тематику курсового проектирования целесообразно увязывать с будущей специальностью учащихся.

Тематика технического задания на курсовой проект по деталям машин составляется так, чтобы студент мог освоить основы проек­тирования наибольшего числа общих элементов машин: передач, соединений, муфт, подшипниковых узлов и пр. Удовлетворению этих требований в наибольшей мере отвечают приводы, включающие одноступенчатый редуктор и открытую передачу (ременную, цепную).

Объем всех технических заданий (ТЗ) одинаков - проектированию подлежит механичес­кий привод, состоящий из двигателя, одноступенчатого редук­тора, открытой передачи и муфты.

Работа по выполнению проекта состоит из последовательно решаемых задач. Содержание задач однотипно: условие  (цель) задачи; ход ее решения; полученный ответ; справочные материалы приводятся по ходу решения задачи.

Все задачи проекта по их содержанию и характеру выпол­нения делятся на три категории: расчетные, графические и расчетно-графические. Возможные варианты технического задания на курсовой проект с типовым объемом проектной работы представлены ниже.

Для студентов дневной формы обучения номера заданий и вариантов определяет преподаватель.

Для студента-заочника номер технического задания (ТЗ) выполняемого проекта устанавливается по сумме двух послед­них цифр шифра, а вариант задания — по последней циф­ре шифра. Например, учащийся с шифром 2967 выбирает для проектирования задание 13, вариант 7; учащийся с шиф­ром 8500 выбирает задание 10, вариант 10 и т.п. 

Самостоятельная работа над проектом определяет качественное и своевременное выполнение отдельных задач и проекта в целом. Можно рекомендовать следующий порядок ее под­готовки и выполнения:

Ø в соответствии с содержанием задачи тщательно прора­ботать теоретический материал по учебнику и конспекту;

Ø осмыслить цель, задачи и изучить последовательность их выполнения;

Ø внимательно изучить характерные ошибки, которые возможны при решении разделов;

Ø заготовить необходимые принадлежности для работы (тетрадь, карандаши, микрокалькулятор, миллиметровую бумагу и т.п.)

Ø подобрать и проанализировать таблицы, графики, схемы и т.п., необходимые для решения задачи.

Черновик проекта, толковый, четкий и разборчивый, имеет большое значение для правильного решения задачи, качественной консультации по разделу и ее оценки. При этом рекомендуется:

- черновик вестив тетради (блокноте) формата А4 (210×297мм), желательно в клеточку, четко и аккуратно;

- на внутреннейстороне обложки черновика вычертить кинематическуюсхему машинного агрегата и выписать исходные данныедля расчетов;

- решение задачи вести в последовательности, предложенной пособием, без пояснительного и описательного текста. Соот­ветствующая формула выписывается в буквенных обозначениях, затем в числовых значениях входящих в нее величин с по­следующим вычислением;

- решение каждого раздела начинать с нового листа с указанием номера и названия, ее цели и исходных данных, а в конце давать полученный ответ;

- оборотную (левую) сторону листов черновика использовать для черновых набросков и вычислений;

- внимательно отнестись к вычислениям, помня о том, что допущенные ошибки в расчетах приводят к серьезным осложнениям, ибо ранее рассчитанные параметры могут являться исходными данными для последующих решений.

Методические указания к выполнению курсового проекта:

а) Решение разделов в рекомендуемой последовательности обеспечивает правильность процесса проектирования и постепенное накопление навыков конструкторской работы.

б) Все расчеты выполняются в единицах СИ. При этом для удобства расчетов используются производные единицы длины (мм) и напряжения (МПа). Точность расчетов зависит от определяемой величины и, как правило, не превышает
одного-двух знаков после запятой; точность выполнения не­которых расчетов указывается отдельно.

в) Графическая часть проекта выполняется в соответствии с тре­бованиями на составление и оформление чертежей по ЕСКД.

г) При выполнении курсового проекта используется не менее 40...50 таблиц и графиков. Для овладения навыками пользования ими рекомендуется:

- усвоить название, назначение и конструкцию таблицы, четко представлять искомую величину;

- уяснить,от каких известных величин или положений зависит искомая величина;

- таблицы, как правило, не дают искомую величину однозначно, предлагая ее диапазон от нижнего до верхнего предела. Если нет специальных указаний, следует выбрать одно из значений в предложенном диапазоне в соответствии с требова­ниями расчета; также следует внимательно изучить примеча­ния к таблице, если таковые есть.

- использование большинства таблиц связано с применением линейного интерполирования, с помощью которого можно найти промежуточные значения искомой величины, не приведен­ные в таблице.

- параметры, характеризующие узел быстроходного (ве­дущего) вала редуктора или открытой передачи, имеют индекс «1», например Z₁, Т₁, НВ₁, а тихоходного (ведомого) вала - индекс «2» (Z₂, Т₂,НВ₂). При этом надо иметь в виду, что в проектируемых понижающих передачах быстроходный вал редуктора является одновременно тихоход­ным валом для ременной передачи, а тихоходный вал редук­тора - быстроходным для цепной или открытой зубчатой передачи.

- в целях унификации и удобства расчетов отношение параметровведущего и ведомого звеньев понижающих передач обозначено через   U - передаточное число или через i - передаточное отношение (для угловых скоростей):

 

 

- прежде чем приступить к выполнению курсового проекта, следует внимательно и подробно изучить вопросы организации курсового проектирования.

 

Примеры технического задания на курсовой проект

 

 

Эскизный проект. Разработка эскизного проекта предусмотрена техническим заданием на курсовое проектирование.

На этой стадии проектирования выбирают двигатель, производят кинематическийрасчет привода, определяют геометрические параметрызубчатой (червячной) передачи редуктора, размеры быстроходного и тихоходного валов, а также выбирают и рассчитывают подшипники.

Здесьже выполняют варианты расчета открытых передач, определяют и анализируют силы в зацеплении зубчатых (червячных) передач и силы со стороны элементов открытых передач и муфты.

В итоге эскизного проекта разрабатывается эскизная компоновка (общий вид) редуктора.